研究揭示隐孢子虫复杂的能量代谢和寄生手段

近日，华南农业大学兽医学院寄生虫学教研室副教授许瑞与美国科学院院士、美国圣路易斯华盛顿大学医学院教授L. David Sibley团队，首次解析了隐孢子虫饲养细胞器具体的分子生物学功能和营养物质—葡萄糖的获取和代谢机制。相关成果发表于《自然-通讯》。

隐孢子虫是重要的肠道寄生性原虫，常引起人和动物严重腹泻甚至死亡，危害仅次于头号腹泻病原轮状病毒。近年来随着养殖动物的良种引进和集约化养殖的发展，我国已经暴发了多起隐孢子虫感染所引起的犊牛腹泻和死亡。目前，隐孢子虫病尚无有效的治疗药物；但有研究表明，虫体代谢途径相关蛋白有作为药物靶标的潜力。

在该研究中，许瑞和相关研究人员首次具体的研究了微小隐孢子虫饲养细胞器在虫体营养物质摄取中的关键作用。通过使用CRISPR基因编辑技术、活细胞成像技术，系统性的阐明了该细胞器在隐孢子虫入侵宿主细胞后的形成过程。此外，通过使用TurboID的邻近标记技术，发现了大量定位于饲养细胞器的转运蛋白，揭示了该细胞器介导营养物质转运的分子生物学证据。

该研究还发现，微小隐孢子虫可以直接从宿主细胞中获取葡萄糖和葡萄糖-6-磷酸。因为微小隐孢子虫不含有三羧酸循环和线粒体电子传递呼吸链，因此虫体依靠糖酵解产生ATP。微小隐孢子虫含有2个潜在的葡萄糖转运蛋白，均定位于饲养细胞器上，参与虫体从宿主细胞中转运葡萄糖和葡萄糖-6-磷酸；并且隐孢子虫还可以通过消耗虫体内储存的糖原产生葡萄糖-6-磷酸，从而略过糖酵解途径的第一步耗能反应，该结果证实了隐孢子虫极度依赖宿主细胞的特性。

美国德克萨斯农工大学教授朱冠对该研究成果给予高度评价。他在《寄生虫学趋势》的推介文中指出，该研究阐明了隐孢子虫复杂的能量代谢和寄生手段，研究结果对寄生虫的生存策略提出了关键性的见解，为隐孢子虫病的防治开辟了新的途径。